[카드뉴스] 인터스텔라 탄생의 비밀? 블랙홀 미스터리

최근 블랙홀에서 물질이 방출되는 플라스마제트 현상에서 제트 속도가 광속 80%까지 가속된다는 사실을 한일 공동연구진이 밝혀냈다. 끝도 없는 블랙홀 논쟁, 도대체 블랙홀은 어떤 존재일까.



























블랙홀은 50년전 만 해도 허무맹랑한 이야기일 뿐이었다. 천문학계에서는 블랙홀에 대해 연구하는 학자는 괴짜로 취급했다. 블랙홀이 연구되기 시작한 것은 1960년대 중반부터다.

블랙홀은 아주 큰 별이 죽고 나서 생긴다. 마치 유령 같은 존재다. 질량이 큰 별은 죽을 때가 되면 스스로 타고 핵만 남게 된다. 핵은 중력 때문에 스스로 붕괴해 아주 작은 점으로 수축하는데 바로 블랙홀이다.

블랙홀은 특이점과 사건의 지평선으로 이뤄져있다. 특이점은 블랙홀 중앙의 작은 점이다. 학자들은 인류 관측 역사상 가장 이상하고 신비한 장소라고 말한다. 사건의 지평선은 블랙홀에서 마지막 탈출가능 지점을 말한다. 사건의 지평선 안쪽으로 일단 한번 들어가면 빛의 속도 이상을 가진 물체만 빠져나올 수 있다.

블랙홀은 빛마저 빨아들이는 검은 구멍이라는 뜻이다. 하지만 검은색은 아니다. 실제로는 빛과 비슷한 밝은 구멍이다.

‘블랙홀에 떨어지면 온몸이 찢어진다’는 얘기가 있다. 사실이 아니다. 대신 양자효과 때문에 블랙홀의 경계인 사건의 지평선이 불의 장벽이 돼 물체가 닿으면 동시에 불에 탄다.

블랙홀은 동족을 잡아먹기도 한다. 태양 3000만배 크기를 가진 블랙홀이 태양 100만배 크기를 가진 상대적으로 작은 블랙홀을 집어삼켰다. 두 블랙홀 거리 고작 490광년정도다.

H1743-322라 불리는 블랙홀도 특이하다. 태양 10배 크기로 지구로부터 2만8000광년 떨어져있어 학자들 관심에서 벗어나 있었다. 그러나 학자들의 이목을 집중시키는 특성이 발견됐다. 총을 쏘듯 삼킨 잔해를 가스형태로 내뱉는 것. 이 때 튀어나오는 가스의 속도는 무려 광속의 1/4에 달한다.

블랙홀도 언젠간 죽는다. 스티븐 호킹박사는 블랙홀이 일단 모든 것을 빨아들이지만 천천히 증발하며 빨아들인 정보를 방출한다고 밝혔다. 나이가 들수록 더 빨리 증발하고 수명이 다하면 희미하게 빛을 발하다가 마지막에는 모든 힘을 다해 폭발한다고 한다. 이 때 사방에 막대한 양의 감마선과 정보를 방출한다.

인류가 발견한 최초의 블랙홀은 두 사람의 내기 도중 발견됐다. 백조자리 X-1은 인류가 발견한 최초의 블랙홀인데 인류가 백조자리 X-1 블랙홀에 대한 자료를 얻으려고 관측로켓을 발사하면서 스티븐 호킹박사와 물리학자 킵 손 박사는 블랙홀인지 아닌지 내기를 걸었다.

결과는 스티븐 호킹박사의 패였다. 블랙홀 내기에서 이긴 킵 손 박사는 2013년 영화감독 크리스토퍼 놀란 감독을 만나 블랙홀 연구 이래 가장 정확한 3차원 블랙홀 시뮬레이터와 시뮬레이션 영상자료를 제작했다.

그것을 바탕으로 천체물리학 논문을 발표했는다. 바로 영화 인터스텔라다.

인류가 지금까지 추구해 온 수 많은 문제들 가운데 가장 근본적이면서도 흥미로운 것을 고른다면 인간과 우주와의 관계가 아닐까.

박민지 기자 pmj@viva100.com